[发明专利]一种基于麦克风阵列的鼾声体位检测方法

权利要求书

1.一种基于麦克风阵列的鼾声体位检测方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、利用环形麦克风阵列同步采集体位待测者的睡眠呼吸声数据信号，确定参考麦克风通道和辅助麦克风通道，并对环形麦克风阵列各麦克风通道睡眠呼吸声数据信号进行鼾声检测，获得若干个鼾声片段；

步骤2、估计参考麦克风通道的每个鼾声片段对应的波达时间差向量，将所有波达时间差向量结果进行聚类，获取体位类型数；具体为：

步骤2-1、对所有麦克风通道的鼾声片段进行预加重处理；

步骤2-2、采用自适应滤波方法，估计参考麦克风通道各个鼾声片段对应的波达时间差向量，具体为：

步骤2-2-1、假设麦克风通道1、麦克风通道2的第c个鼾声片段数据信号为m_1,c和m_2,c，信号长度均为L_m，以麦克风通道2的第c个鼾声片段数据信号为参考信号，构造麦克风通道1的第c个鼾声片段数据信号的快拍x_j：

x_j＝[m_1,c(j),m_1,c(j+1),···m_1,c(j+L-1)]^T

式中，下标j＝1,2,...,L_m-L+1表示第j个快拍，L表示滤波器长度，上标T表示转置；

步骤2-2-2、求取自相关矩阵R_xx，所用公式为：

式中，J＝L_m-L+1表示快拍数量；

步骤2-2-3、求取互相关向量r_xd，所用公式为：

式中，为滤波器中心点；

步骤2-2-4、求取权矢量w，所用公式为：

步骤2-2-5、对步骤2-2-4获得的权矢量w进行峰值检测，记峰值的横坐标为z，z与DL的差值即为麦克风通道1和通道2之间的波达时间差；

步骤2-2-6、重复步骤2-2-1至2-2-5，分别获得麦克风通道2每个鼾声片段与麦克风通道1、3、4中对应的鼾声片段的波达时间差，同一鼾声片段对应的三个波达时间差构建为该鼾声片段的波达时间差向量，波达时间差向量的维数为3×1；

步骤2-3、利用聚类算法对步骤2-2获取的波达时间差向量进行聚类，获得最佳的k类波达时间差向量即k类体位类型；

步骤2-4、获取每一类波达时间差向量的波达时间差向量的个数r；判断r与预设阈值d的关系，若r＜d，则将r对应的该类波达时间差向量去除，以此更新k值为k＝k-k_r；其中d＝d_r×所有波达时间差向量数，d_r的单位为百分比；k_r为被去除的波达时间差向量类的类数；

步骤3、针对各个麦克风通道，求取每个鼾声片段的平均功率，由此获取每个鼾声片段最大平均功率对应的麦克风通道；

步骤4、根据步骤2波达时间差向量聚类结果和步骤3获得的每个鼾声片段的平均功率以及最大的平均功率对应的麦克风通道，获取每个鼾声片段对应的体位检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的鼾声体位检测方法，其特征在于，步骤1所述环形麦克风阵列为4元环形麦克风阵列，分别编号为1、2、3、4，其中2号和4号麦克风位于体位待测者头部的正上方，且该2号和4号麦克风之间的距离范围覆盖整个头部；1号和3号麦克风对称分布于2号或4号麦克风的两侧且保证1号和3号麦克风位于体位待测者头部的两侧。